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KR101319682B1 - 전기 회로의 자동 수리 - Google Patents

전기 회로의 자동 수리 Download PDF

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KR101319682B1
KR101319682B1 KR1020060098339A KR20060098339A KR101319682B1 KR 101319682 B1 KR101319682 B1 KR 101319682B1 KR 1020060098339 A KR1020060098339 A KR 1020060098339A KR 20060098339 A KR20060098339 A KR 20060098339A KR 101319682 B1 KR101319682 B1 KR 101319682B1
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아미르 노이
길라드 다바라
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오르보테크 엘티디.
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Abstract

인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치 및 방법은, 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고, 수리를 필요로 하는 영역에 대한 기계 판독형 표시를 제공하는 검사 수단을 포함한다. 자동 수리 수단은 인쇄 회로 기판을 수리하기 위해, 상기 인쇄 회로 기판 상의 수리가 필요한 영역에서 기계 판독형 표시를 사용한다. 자동 수리 재-정립 수단이, 최초의 자동 수리 작업 후에 인쇄 회로 기판을 자동으로 재-검사하고, 상기 자동 수리 수단에게 상기 인쇄 회로 기판 상의 수리가 필요한 영역에 대한 재-정립된 기계 판독형 표시를 제공한다.

Description

전기 회로의 자동 수리{AUTOMATIC REPAIR OF ELECTRIC CIRCUITS}
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따라서 구축되고 기능하는, 전자 회로를 자동으로 검사하기 위한 전기 회로 검사 장치를 단순 도식한 도면이다.
도 2A는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 구축되고 기능하는, 전자 회로를 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치를 단순 도식한 도면이다.
도 2B는 도 2A의 장치의 일부분을 도식한 도면이다.
도 3A는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구축되고 기능하는 전자 회로를 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치를 단순 도식한 도면이다.
도 3B는 도 3A의 장치의 일부분을 도식한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구축되고 기능하는 전자 회로를 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치를 단순 도식한 도면이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 도 2A ~ 4의 검증 및 수리 장치의 작업의 자동 모드를 도식한 흐름도이다.
도 6A ~ 11은 도 5에서 도식된 프로세스에 따라 수리되는 전기 회로의 부분을 단순 도식한 도면이다.
본 발명은 일반적으로 검사에 관한 것이며, 제조과정 동안의 전기 회로의 수리에 관한 것이다.
제조과정 동안, 전기 회로(가령, 인쇄 회로 기판, 평면 패널 디스플레이, 인터커넥트 소자 등)의 결함을 검출하기 위해, 다양한 자동 결함 검사(AOI: automated defect inspection) 및 검증 시스템이 사용될 수 있다. 다양한 인쇄 회로 기판, 인터커넥트 소자를 검사하기 유용한 AOI 시스템으로는, 특히, Orbotech Ltd.(이스라엘, 야브네)의 상업적으로 이용 가능한 VisionTM, InspireTM, SpironTM, InFinexTM, DiscoveryTM AOI 시스템이 있다. 평면 패널 디스플레이를 검사하기에 유용한 AOI 시스템으로는, 특히 Orbotech Ltd.(이스라엘, 야브네)의 상업적으로 이용 가능한 InvisionTM, SupervisionTM AOI 시스템이 있다.
결함 있는 전기 회로는 폐기되거나, 일부 경우에서, 수리된다. 종래 기술에서는, 이러한 수리가 자동 검증 및 수리 검사로부터의 결과를 기반으로 수작업으로 이뤄진다.
본 발명의 목적은 향상된 시스템을 제공하는 것이며, 전기 회로의 검사 및 수리에 대한 방법을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 인쇄 회로 기판(printed circuit board)을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치는, 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고, 수리가 필요한 인쇄 회로 기판 상의 영역에 대한 기계 판독형 표시를 제공하는 검사 수단과, 상기 인쇄 회로 기판을 수리하기 위해, 수리가 필요한 상기 인쇄 회로 기판 상의 영역의 전체, 또는 일부에서 상기 기계 판독형 표시를 사용하는 자동 수리 수단과, 최초의 자동 수리 작업에 뒤따라서, 상기 인쇄 회로 기판을 자동으로 재-검사하고, 상기 자동 수리 수단에게 수리가 필요한 상기 인쇄 회로 기판 상의 영역에 대한 재-정립된 기계 판독형 표시를 제공하는 자동 수리 재-정립 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 추가적인 특징부는,
- 영역의 전체, 또는 일부 내의 불요(spurious) 컨덕터 증착물을 제거하기 위한, 레이저와 FSM(Fast Steering Mirror)를 포함하는 스위핑 레이저 어셈블리(sweeping laser assembly), 또는
- 상기 인쇄 회로 기판과 연계된 기판의 부분으로의 손상을 피하면서, 컨덕터의 전체, 또는 부분을 제거하기 충분한 강도를 갖는 빔을 출력하는 레이저, 또는
- 검증 및 수리 수단이 공유하는 하나 이상의 요소로서, 이때 하나 이상의 요소는 광학 요소이고, 검증 및 수리 수단은 고용 광학 경로를 부분적으로 공유하는 상기 하나 이상의 요소
중 하나 이상을 포함한다.
상기 검사 수단은 후보 결함 식별 작업과 결함 검증 작업을 포함한다.
상기 자동 수리 수단은 최초 수리 작업을 검사하고, 필요할 경우 수리가 필요한 영역에 대한 기계 판독형 표시를 재-정립하고, 상기 재-정립된 기계 판독형 표시에 응답하여 추가적인 수리 작업을 수행한다.
따라서 본 발명의 또 하나의 실시예에 따라, 인쇄 회로 기판을 자동으로 표시하기 위한 장치와 그에 관계된 방법이 제공된다. 상기 장치는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하여, 상기 인쇄 회로 기판의 수리가능함에 대한 기계 판독형 표시를 제공하는 검사 수단과, 지정된 인쇄 회로 기판에 수리가능하지 않다고 자동으로 표시하기 위해, 기계 판독형 표시를 사용하는 자동 표시 수단을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 수리가능하지 않은 인쇄 회로 기판의 부분을 제거하기 위해 기능하는 레이저 제거 소자를 갖는 자동 표시 수단을 포함한다. 상기 자동 표시 수단은 사람 작업자에게 가시적인 제거 표시를 형성하는 기능을 한다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따라 구축되고 동작되는 전자 회로를 자동으로 검사하는 전자 회로 검사 장치(100)의 부분적인 도시가 이뤄진다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어“전자 회로(electronic circuit)”는 인쇄 회로 기판과, 볼 그리드 어레이 기판 같은 인터커넥트 소자와, 평면 디스플레이 등을 포함하는 것을 의미한다(그러나 제한받지 않음). 도 1에서 나타난 바와 같이, 전자 회로 검사 장치(100)는, 전자 회로를 검사하기 위한 제 1 검사 스테이션(110)을 포함할 수 있고, 상기 제 1 검사 스테이션(110)은, 상기 제 1 검사 스테이션(110)에 의해 발견된 결함의 교정을 검증하는 자동 결함 검증 스테이션(120)과 조합되어 사용된다. 제 1 검사 스테이션(110)과 검증 스테이션(120)이 단일 전자 회로 검사 장치(100)로 통합되는 것처럼 보이지만, 제 1 검사 스테이션(100)과 검증 스테이션(120) 각각이 별도의 스탠드 얼론 장치(stand-alone device)일 경우에서는, 통합될 필요가 없다. 예를 들어, Orbotech Ltd.(이스라엘, 야보네)의 DiscoveryTM 검사 장치와 VRSTM 검사 장치가 상기 별도의 장치이다.
본 발명의 실시예에 따라서, 제 1 검사 스테이션(110)은 하나 이상의 반사 이미지를 포함하는, 검사될 전자 회로(132)의 이미지를 요구한다. 이미지 획득 수단(134)에서 검사될 전기 회로(132)를 스캐닝함으로써, 하나 이상의 반사 이미지(130)가 획득된다. 그 밖의 다른 적합한 이미지 획득 수단, 가령, 영역 이미지 획득 수단이 사용될 수 있다. 예를 들어 반사 이미지(130)는 완전한 전자 회로(132)의 이미지, 또는 상기 전자 회로(132)의 다수의 2차원 이미지 프레임일 수 있다. 조명의 동일한 구성 조건에서, 또는 다른 구성 조건에서, 서로 다른 반사 이미지가 획득될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 시스템(100)은 제 1 검사 스테이션(110)에서 획득된 검사 이미지의 자동 검증을 우선적으로 수행하여, 후보 결함을 식별하며, 그 후, 검사 스테이션(120)에서, 하나 이상의 요청된 검사 검증 이미지(136)를 선택적으로 검사함으로써 반사 이미지에서 발견된 후보 결함을 검증하도록 적응될 수 있다. 검증 이미지(136)는 후보 결함, 또는 서로 다른 조명 조건(예를 들어, 서로 다른 스펙트럼 내용을 갖는 조명, 또는 서로 다른 각도 범위의 조명) 하에서 획득된 이미지에 대한 형광 검사(fluorescence inspection), 또는 높이 검사(height inspection)로부터 얻어질 수 있다. 또는, 후보 결함을 실제 결함이라고 검증하기 위해, 또는 그렇지 않다고 검증하기 위해, 임의의 다른 적합한 종류의 전기 회로 검사, 또는 테스트하는 서브-시스템이 사용될 수 있다.
도 1에서 나타난 바와 같이, 하나 이상의 반사 이미지(130)가 준비된 참조 이미지(152), 예를 들자면 컴퓨터 파일 참조(154)를 추가로 수신하기 위해 동작하고, 전기 회로(132)에 대응하는 결함 분석기(150)로 제공된다. 결함이 없다고 알려진 인쇄 회로 기판에서 얻어진 CAM(Computer Aided Manufacturing), CAD(Computer Aided Design) 파일 및 이미지로부터, 적합한 컴퓨터 파일 참조가 생성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라서, 컴퓨터 파일 참조(154)는 2진 이미지(binary image)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 컴퓨터 파일 참조(154)는 등고선 지도, 즉 검사될 전기 회로(132)에 대응하는, 컨덕터와 기판 사이의 에지의 형상을 포함한다. 예를 들자면, 본 출원인의 특허된 U.S. 출원 10/706,440(공개 번호 2004/0126005)의 기법에 따르는 것이 일반적이며, 그 내용이 본원에서 참조로 인용됐다.
결함 분석기(150)는 하나 이상의 반사 이미지(130)를 선택적으로 검사하기 위해, 그리고 전기 회로(132) 상의 후보 결함(160)의 표시를 출력하기 위해 자동 작동한다. 이러한 선택적인 검사가 완료되면, 후보 결함이 검증 스테이션(120)에서 검증된다.
도 1에서 나타나는 바와 같이, 검증 스테이션(120)에서, 이전에 검사된 전기 회로(132)의 위치가 파악되는 동안, 검사 스테이션(110)에서, 제 1 전기 회로(132)가 최적화된 자동 검사를 받는다. 이전에 검사된 전기 회로가 검사 스테이션(110)에서 자동으로 선택 검사되며, 상기 전기 회로 상의 하나 이상의 후보 결함(160)이 결함 분석기(150)에 의해 식별된다. 검사 스테이션(110)과 검증 스테이션(120)이 결합된 시스템으로는 Orbotech Ltd.의 상업적으로 사용가능한 SpironTM AOI 시스템이 있다. 또는, 검증 스테이션(120)은 스탠드 얼론형 검증 스테이션, 가령, Orbotech Ltd.(이스라엘, 야브네)의 상업적으로 사용가능한 VRS-5TM일 수 있으며, 이는 스탠드 얼론형 자동 최적화 검사 스테이션, 가령 Orbotech Ltd.의 상업적으로 사용가능한 InspireTM, 또는 DiscoveryTM AOI 시스템의 하부 시스템으로서 작동한다.
이전에 검사된 전기 회로 상에서 식별된 후보 결함(160)에 대응하는 후보 결함의 표시가, 검증 제어기(162)에 의해 수신되며, 상기 검증 제어기는 검증 스테이션(120)과 통신하여 작동하고, 후보 결함의 적정 이미지를 획득하기 위해 적합한 검증 제어 신호(164)를 검증 스테이션(120)으로 제공한다.
검증 스테이션(120)은 카메라(170)를 포함하며, 후보 결함(174)의 위치를 순차적으로 관찰하기 위해, 검증 제어 신호(164)에 응답하여 상기 카메라(170)의 포지션을 순차적으로 잡는 포지셔너(172)를 포함한다. 검증 제어 신호(164)는, 결함 분석기(150)에 의해 식별되는 바에 따라서, 후보 결함의 기하학적 위치를 가리킨다. 선택적으로, 그 밖의 다른 관련 정보, 가령, 결함의 종류가 부가적으로 나타날 수 있다. 도 1에서 나타낸 실시예에서, 포지셔너(172)는 카메라(170)의 X-Y 포지셔닝을 독립적으로 제어할 수 있다. 포지셔닝의 그 밖의 다른 형태, 가령, 회전하는 포지셔닝이 사용될 수 있다.
검사되는 전기 회로(132) 상에서 각각의 순차적으로 관찰되는 후보 결함 위치(174)에서, 추가적인 컴퓨터 자동 결함 분석에서 사용되기 적합한 이미지를 제공하기 위해, 광을 사용하여 상기 위치(174)가 조명된다. 본 발명의 실시예에 따라서, 기판 부분을 형광으로 만드는 파장의 광을 이용하여, 후보 결함의 위치(174)가 조명되며, 그에 따라서 전기 회로(132)의 후보 결함의 인접부에서 형광 이미지(176)가 생성된다. 또는, 그 밖의 다른 형태의 조명이 결함 검증을 위해 사용될 수 있으며, 그 예로는, 서로 다른 각도(가령, 지표각)에서 제공되는 다파장광(또는 단파장광), 또는 서로 다른 지정된 색 구성을 갖는 광, 또는 높이 분석에 적합한, 각도가 있도록 구조된 광이 있다. 검증 이미지는 후보 결함을 식별하기 위해 사용되는 반사 이미지(130)와 동일한 분해능을 갖거나, 서로 다른 분해능, 가령 더 높은 분해능을 가질 수 있다.
검증 이미지가 결함 분석기(150)로 제공되며, 본 실시예에서, 상기 결함 분석기는 최초의 검사 동안에 획득한 하나 이상의 반사 이미지와 하나 이상의 검증 이미지(136) 모두에 대한 이미지 분석 수단을 제공한다. 또는, 반사 이미지(130)와 검증 이미지(136)의 각각의 분석을 위해, 개별 결함 분석기가 사용된다. 개별적인 결함 분석기는, 가령, 서로 다른 컴퓨터에 위치하는 서로 다른 CPU, 또는 동일한 컴퓨터에 위치하는 서로 다른 CPU, 또는 하나의 컴퓨터에 위치하는 가상으로 분리된 CPU일 수 있다.
최초의 검사를 위한, 그리고 뒤따르는 자동 검증을 위한 이미지 분석 수단 모두는 공통의 이미지 프로세싱 알고리즘을 사용하거나, 또는 서로 다른 이미지 프로세싱 알고리즘을 사용할 수 있다. 전기 회로를 최적으로 자동 검사하기 위한, 그리고 후보 결함을 실제 결함이라고(또는 아니라고) 자동 검증하기 위한 적합한 장치와 방법이, Savereigo 외 다수의 U.S. 특허 6,870,611과, Noy 외 다수의 U.S. 특허 출원 10/793,224(공개 번호 2005/195389)에서 상세하게 설명되었으며, 상기 특허들은 현 양수인에게 양도되었고, 그 내용이 본원에서 참조로 인용된다.
본 발명의 실시예에 따라서, 도 1에서 도식된 바와 같이, 카메라(170)가 위치(174)의 형광 응답의 형광 이미지(176)를 획득한다. 반사 이미지(130)가 획득되는 동안의 시간 간격과는 별도의 시간 간격 동안, 상기 형광 이미지(176)가 획득된다. 따라서 예를 들어 본 발명의 실시예에 따라서, 전체 전기 회로(132)가 스캐닝된 후에 형광 이미지(176)가 획득되고, 후보 결함의 위치가 나타난다.
위치(174)에 대한 검증 이미지(136), 가령 형광 이미지(176)가 획득된 후, 검증 제어 신호(164)에 의해 제공됨에 따라, 다음 후보 결함 위치로 카메라(170)의 위치가 다시 정해진다. 또 다른 검증 이미지(136)가 상기 위치에서 획득된다. 상기 검증 이미지(136)는 후보 결함이 실제 결함인지, 결함이 아닌 오검출(잘못된 호출)인지에 대하여 각각의 검증 이미지를 자동으로 분석하는 결함 분석기(150)에게 제공된다.
본 발명의 실시예에 따라서, 각각의 검증 이미지(136)의 추가적인 분석이 있 으면, 결함 분석기는, 반사광을 이용하여 최초에 검사된 전기 회로 상의 실제 결함을 보여주고, 형광 이미징을 이용하여 후보 결함을 실제 결함으로서 검증하기 위해 후보 결함의 이미지가 추가로 검사되기 위해 사용되는 결함 리포트(161)를 출력한다.
도 2A를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따라, 전자 회로의 결함을 검사하기 위한, 그리고 상기 결함을 검증하고 수리하기 위한 장치와 그 수단이 도시된다. 도 2B는 장치의 일부분을 대략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따라서, 전기 회로의 검사 및 수리 시스템(200)은, 전기 회로를 자동 검사하기 위한 제 1 검사 스테이션(110)과, 상기 제 1 검사 스테이션(110)에 의해 발견된 결함의 보정을 검증하기 위한 자동 결함 검증 스테이션(120)을 포함한다. 덧붙이자면, 본 발명의 실시예에 따라서, 전기 회로 검사 및 수리 시스템(200)은 결함 검증 스테이션(120)에서 실제 결함이라고 식별된 결함을 수리하기 위한 결함 수리 스테이션(240)을 포함한다.
도 2A에서 나타난 검사 스테이션(110)과, 검증 스테이션(120)과, 그 연계 컴포넌트는 도 1을 참조하여 서술됐던 바와 같이, 구성되며, 동작한다. 명료함을 유지하고 모호함을 피하기 위해, 본 발명의 핵심 설명 포인트에 추가적인 서브-시스템의 구조 및 수단에 대한 설명은 생략된다.
본 발명의 실시예에 따라서, 후보 결함의 식별 및 어느 것이 실제 결함인지를 판단하기 위한 각각의 후보 결함에 대한 뒤따르는 추가적인 분석에 따라서, 결함 분석기(150)가 전기 회로(132) 상의 실제 결함을 나타내는 기계 판독가능형 결 함 리포트(260)를 출력한다. 실제 결함의 지시는, 전기 회로에 대하여 얻어진 하나 이상의 반사 이미지(130)를 최적으로 선택적 검사함에 따라, 그리고 본 발명의 실시예에 따라서, 동일한 위치에 대응하는 하나 이상의 검증 이미지(136)를 추가로 검사함에 따라 결정됨에 따라서, 후보 결함 위치와의 기하학적 일치를 기반으로 하는 것이 바람직하다.
결함 리포트(260), 바람직하게는 기계 판독가능형 결함 리포트는, 수리 제어 신호(264)를 통해 결함 수리 스테이션(240)과 통신하는 수리 제어기(262)로 제공된다. 결함 수리 스테이션(240)은 가령 전기 회로(132) 상의 수리 가능한 결함을 수리하기 위한 레이저를 포함하는 수리 헤드(270)를 포함한다. 예를 들어, 수리 동작은 컨덕터의 불요 부분을 제거하는 것, 컨덕터 부분 상에 형성된 산화물의 제거, l부가적인 컨덕터 물질을 지역적으로 증착하기 위한 프로세스가 있다. 본 발명의 실시예에 따라서, 이러한 동작은 기계 판독가능형 결함 리포트(260)에 응답하여 자동으로 수행된다. 전기 회로의 불요 부분을 제거하기 위한, 또는 컨덕터 상에 형성되는 산화막의 제거에 적합한 레이저를 포함하는 수리 헤드(270)가 보여지고 서술되는 동안, 선택적으로 상기 수리 헤드는 추가적으로 더욱 복잡한 수리를 위한 그 밖의 다른 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수리 헤드는 컨덕터의 일부분이 없어졌거나 잘못 형성된 위치에서 컨덕터 부분을 증착하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
그러나 전자 회로 검사 장치(100)에 의해 감지된 모든 결함이 결함 수리 스테이션(240)에 의해, 필수적으로 자동 수리되는 것은 아님을 알아야한다. 전체 결 함 있는 전기 회로(132)를 폐기하는 일부 경우에서, 그 결함은 수동 수리를 필요로 할 수 있다.
수리될 수 없는 결함이 포함된다고 발견되는 전기 회로(132)와 관련하여, 수리 헤드(270)가 전기 회로의 일부분을 신중하게 파괴하도록 구성되어, 완성된 제품의 한 부분이 되지 않도록 추가적인 테스팅에서 실패할 것이 보장될 수 있다. 또는, 신중한 파괴가 지정 위치에서 이뤄질 수 있고, 그에 따라, 다음에 이뤄지는 조립 동작에서의 사용을 막기 위해, 잘못된 전기 회로 상의 결함의 시각적 지시를 형성할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 전기 회로 검사의 작동과 수리 시스템(200)이 완전 자동화된다. 기계 판독가능형 결함 리포트(260)가 수리를 요하는 전기 회로(132) 상에서 하나 이상의 위치를 지시한다. 결함 리포트(260)에서, (도 2B에서 도식된 레이저 생성기(282)에 의해 생성된) 레이저(242)가 수리 작업에 영향을 주는 처방법이 또한 명시될 수 있다. 선택적으로, 전기 회로 수리 스테이션(240)에서 수행될 하나 이상의 수리 작업에 대한 적합한 처방을 판단하기 위해, 예를 들어, 수리 컨트롤러(262)와 연계된 컴퓨터 프로세서를 사용하여, 기계 판독가능형 결함 리포트(260)가 추가로 처리될 수 있다.
수리 헤드(270)의 단순화된 개략도인 도 2B를 참조하여, 상기 수리 헤드(270)는, 전기 회로(132) 상의 컨덕터를 레이저가 수리하기 위한 빔(284)(도 2A에서는 참조번호(242))을 생성하는 레이저 생성기(282)를 포함한다. 예를 들어, 수리 헤드(270)는 컨덕터 물질의 불요 부분을 제거하기에, 또는 컨덕터 상에서 형성되는 산화물을 제거하기에, 또는 잘못 형성된 컨덕터 부분을 재-형성하기에 적합하고, 전도성 물질을 컨덕터가 소실된 위치로 제공하기 위한 공정에서의 한 부분으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 수리 헤드(270)는, 펄스된 레이서 빔(284)을 생성하고, 포지셔너(172)에 의해 지지되는 펄스된 레이저(pulsed laser) 생성기(282)(가령, Teem Photonics(프랑스, 그르노블)의 패시브 Q-스위치 마이크로 레이저)를 포함한다. 예를 들어, 경우에 따라서, 532㎚의 파장의 빔, 또는 1064㎚의 파장의 빔, 또는 또 다른 적합한 파장의 빔을 출력하는 레이저 헤드에서, 적합한 마이크로 레이저가 선택될 수 있다. 펄스된 빔(284)이, 예를 들어, 광학 공급업체인 Edmund Optics(미국)와 Newport Corporation(미국)의 10X 대물렌즈(288)와 125㎜ 포커싱 렌즈(290)를 포함하는 제 1 포커싱 옵틱(286)을 통과하여, 상기 레이저 빔(284)은 포커싱될 수 있다. 포커싱 후에, 펄스된 빔(284)이 New Corporation의 2-축 FSM(two-axis fast steering mirror)(292) 상으로 충돌하기 위해 발사되고, 펄스된 빔(284)이 전기 회로(132) 상의 요망 위치를 통과해 지나갈 수 있도록 배열된다. 그 다음에, 펄스된 레이저 빔(284)이, 예를 들어 Edumund Optics의 62.9㎜ 렌즈(296)와 Mitutoyo의 10x/0.28 대물렌즈(298)를 포함하는 제 2 포커싱 옵틱(294)을 통과한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 렌즈와 그 밖의 다른 광학 구성요소가 배열되고, 선택된 파장의 레이저 빔(284)과 함께, 적합하게 코팅된다. 그 밖의 다른 적합한 광학 배열이 사용될 수 있다.
포지셔너(272)(적합하게는 X-Y 포지셔너)와 통신하여 작동하는 수리 제어기(262)가 레이저 수리 장치(280)의 위치를 수리될 전기 회로(132) 상의 실제 결함 위치에 대하여, 적정하게 정한다. 추가적으로 레이저 수리 작업, 가령 불요 컨덕터 증착물의 제거를 수행하기 위해 요청됨에 따라, 수리 제어기(262)는, 제어 신호를 제공하며, 상기 제어 신호는 빔(284)을 전기 회로(132) 상으로 충돌시키도록 조종하기 위한 조종 거울(steering mirror)(292)을 조작하는 역할을 한다. 또는, 레이저 수리 장치(270)는 고정되고, 포지셔너(272)가 전기 회로(132)를 레이저 수리 장치에 대하여 적정하게 이동시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 결함에 대하여 전자 회로를 검사하기 위한, 그리고 상기 결함을 검증하고 수리하기 위한 장치 및 수단을 단순화하여 도식한 도 3A가 참조되며, 상기 장치의 한 부분을 단순화하여 도식한 도 3B가 참조된다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 전기 회로의 검사 및 수리 시스템(300)은 전기 회로를 자동 검사하기 위한 제 1 검사 스테이션(110)과, 상기 제 1 검사 스테이션(110)에 의해 발견된 후보 결함의 교정을 자동으로 검증하고, 실제 결함으로 검증된 후보 결함을 자동 수리하기 위한 결합된 자동 결함 검증 및 수리 스테이션(320)을 포함한다.
도 3A에서 나타나는 검사 스테이션(110)과, 그에 연계된 구성요소는 도 1을 참조하여 서술된 것과 같이 구성되고 동작하는 것이 일반적이다. 명료함을 유지하고, 모호함을 피하기 위해, 본 발명의 핵심 설명 포인트에 추가적인 서브시스템의 구조 및 수단에 대한 서술은 생략한다.
도 3A에서 도식된 바와 같이, 결함 검증을 위해, 그리고 수리가능한 결함의 수리를 위해 이전에 검사된 전기 회로(132)가 결함 검증 및 수리 스테이션(320)에 위치하는 동안, 검사 스테이션(110)에서, 제 1 전기 회로(132)는 자동 광학 검사를 받는다. 상기 이전에 검사된 전기 회로는 검사 스테이션(110)에서 이미 자동으로 광학 검사되었으며, 상기 전기 회로 상의 후보 결함이 결함 분석기(150)에 의해 식별됐다.
후보 결함(160)의 표시가 검증 및 수리 제어기(362)로 공급되며, 상기 검증 및 수리 제어기(362)는 결함 검증 및 수리 스테이션(320)과 통신하여 동작한다. 적합한 검증 제어 신호(164)가 결함 검증 및 수리 스테이션(320)으로 공급되어, 검증 및 수리 헤드(370)의 위치가 정해지고, 결함 분석기(150)에 의해 후보 결함라고 식별되는 상기 후보 결함이 잘못된 경보인지, 실제 결함인지를 검증하기 위해 적합한 후보 결함의 검증 이미지(136)가 획득될 수 있다.
결함 검증 및 수리 스테이션(320)은 검증 및 수리 헤드(370)의 위치를 연속적으로 정하는 기능을 하는 포지셔너(172)를 포함하며, 상기 검증 및 수리 헤드(370)는 검증 제어 신호(164)에 반응하여 동작하는 카메라와 수리 장치(가령, 레이저 수리 장치)를 포함한다. 후보 결함(174)의 위치에 대한 검증 이미지(136)가 획득되고, 분석되어, 어느 후보 결함이 실제 결함인지가 어느 후보 결함이 잘못된 경보에 불과한지가 판단될 수 있다. 요구되는 바와 같이, 수리될 수 있는 실제 결함이라고 판단되는 후보 결함 상에서 수리 작업이 수행된다. 검증 제어 신호(164)는 결함 분석기(150)에 의해 식별되는 바와 같이, 후보 결함의 기하학적 위치를 나타낸다. 또는, 그 밖의 다른 관련 정보, 가령, 결함의 종류가 추가적으로 나타내어질 수 있다. 도 3A에서 나타낸 실시예에서, 포지셔너(172)는 검증 및 수리 헤드(370)의 X-Y 포지셔닝을 독립적으로 제어하는 기능을 한다. 그러나 포지셔닝의 그 밖의 다른 형태, 가령 회전 포지셔닝, 또는 검증 및 수리 헤드(370)에 대한 전기 회로(132)의 포지셔닝이 사용될 수 있다.
검사된 전기 회로(132) 상의 후보 결함의 각각의 위치(174)에서, 추가적인 자동 결함 분석을 위해 사용되기 적합한 하나 이상의 검증 이미지(136)를 제공하기 적합한 광을 이용하여, 상기 위치가 조명된다. 본 발명의 실시예에 따라서, 도 1을 참조하여 앞서 서술된 바와 같이, 후보 결함의 위치(174)가, 그 기판 부분이 형광이 되는 파장의 광을 이용하여 조명됨으로써, 후보 결함의 위치(174)의 부근에서, 전기 회로(132)의 일부분에 대한 형광 이미지가 생성된다. 또는, 그 밖의 다른 적합한 형태의 조명이 검출 검증을 위해 사용될 수 있으며, 그 예로는 다양한 여러 다른 각(가령, 지표각)으로 제공되는 다파장(또는 단파장)의 광, 또는 여러 다른 지정 스펙트럼 구성을 갖는 광, 또는 높이 분석(height analysis)에 적합한 각이 있는 구조된 광(angled structured angle)이 있다. 검증 이미지가 후보 결함을 식별하기 위해 사용되는 반사 이미지(130)와 동일한 분해능을 가지거나, 다른 분해능, 가령 더 높은 분해능을 가질 수 있다.
검증 이미지(136)가 결함 분석기(150)로 제공된다. 상기 결함 분석기(150)는 본 실시예에서, 최초의 검사 동안 획득된 반사 이미지(130)와 검증 이미지(136) 모두에 대하여 이미지 분석 수단을 제공한다. 또는, 반사 이미지(130)와 검증 이미지(136)의 각각의 분석을 위해, 별도의 결함 분석기가 사용될 수 있다. 상기 별도의 결함 분석기는, 예를 들어, 서로 다른 컴퓨터에 위치하는 서로 다른 CPU이거나, 동일한 컴퓨터에 위치하는 서로 다른 CPU이거나, 하나의 컴퓨터에 위치하는 가상으로 분리된 CPU일 수 있다.
최초의 검사와, 뒤따르는 자동 결함 검증을 위한 이미지 분석 수단은, 공통의 이미지 프로세싱 알고리즘을 사용하거나, 서로 다른 이미지 프로세싱 알고리즘을 사용할 수 있다. 전기 회로를 자동으로 광학 검사하기 위한, 그리고 후보 결함을 실제 결함으로 자동 검증하기 위한 적합한 장치와 방법이 Savereigo 외 다수의 U.S. 특허 6,870,611와, Noy 외 다수의 U.S. 특허 출원 10/793,224(출원 번호 2005/195389)에서 자세히 서술되며, 이 두 특허는 현 양수인에게 양도되었고, 그 내용은 본원에서 참조로서 인용된다.
위치(174)에서의 검증 이미지(136)가 획득되면, 결함 분석기가 수리 가능한 실제 결함이 그 위에 존재하는지를 판단한다. 수리 가능한 실제 결함이 상기 위치(174)에서 존재할 경우, 결함 분석기(150)는 기계 판독가능형 결함 리포트(260)를 검증 및 수리 제어기(362)로 제공한다. 기계 판독가능형 결함 리포트(260)는 수리 작업이 수행될 위치를 포함한다. 필요할 경우, 검증 및 수리 제어기(362)가 기계 판독가능형 결한 리포트(260)를 처리하고, 수리 제어 신호(264)를 출력한다. 결함 분석기(150)와 검증 및 수리 제어기(362) 중 하나 이상이 수리 매개변수를 형성하고, 어느 결함이 수리되어야하는지에 따른 처방법을 제공한다. 이러한 처방법은, 예를 들어, 수리 작업의 속성 중 하나 이상(가령 잘못된 컨덕터에 대한 레이저 제거)과, 레이저 에너지를 받을 위치의 정확한 정의와, 전달될 레이저 펄스의 양과, 적용될 레이저 파워를 포함한다.
검증 및 수리 제어기(362)가 단일 유닛으로 도 3A에서 도식되지만, 반드시 그런 것은 아니며, 검증 수단과 수리 수단 각각에 대하여 분리된 검증 및 수리 제어기가 제공될 수 있다.
검증 및 수리 헤드(370)는, 카메라 및 이미지 획득 옵틱에 추가로, 수리 장치, 가령 전기 회로(132) 상의 수리 가능한 결함을 레이저-수리하기 위한 레이저를 포함한다. 본 발명의 설명의 명료함을 위해, 검증 및 수리를 위한 단일 유닛이 카메라와 레이저를 모두 포함하는 실시예가 나타난다. 또는, 카메라와 레이저가 독립적으로 포지셔닝할 수 있는 별도의 유닛으로 각각 포함될 수 있다. 검증 및 수리 헤드(370)에 의해 수행될 수 있는 수리 작업은, 예를 들어, 컨덕터의 불요 부분의 제거와, 부가적인 컨덕터 물질의 증착을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 수리 제어 신호(264)에 응답하는 수리 처방에 따라 레이저 에너지가 결함 위치(174)로 전달되어, 수리 작업이 수행된다. 최초의 수리 작업의 완료에 따라, 검증 및 수리 헤드(370)가 결함 분석기(150)로 공급되는 위치(174)에 대한 하나 이상의 추가적인 검증 이미지(136)를 획득한다. 결함 분석기(150)가 수리 가능한 실제 결함이 결함 위치(174)에 여전히 존재한다고 판단할 경우, 새로운 기계 판독가능형 결함 리포트(260)가 검증 및 수리 제어기(362)로 공급된다. 다음번의 수리 작업을 위한 처방법이 자동으로 재-작성되고, 상기 재-작성된 수리 처방법에 따라서, 상기 검증 및 수리 헤드(380)의 수리 장치가 결함 위치(174)에서의 추가적인 수리 작업을 수행한다. 결함의 존재를 검증하는 프로세스와, 수리 처방법의 재-작성과, 수리 작업의 자동 수행이, 결함 분석기(150)가 수리가능한 결함이 적합하게 수리됐다고 판단될 때까지, 또는 결함 위치(174)가 수리 가능하지 않다고 판단될 때까지 반복된다.
수리 가능한 결함이 적합하게 수리됐다는 판단이 있은 후, 검증 제어 신호(164)에 응답하여, 검증 및 수리 헤드(370)의 위치가 다음번 후보 결함의 위치로 다시 정해진다. 후보 결함의 다음번 위치에서 하나 이상의 검증 이미지(136)가 요구되며, 그 후, 상기 이미지가 결함 분석기(150)로 제공된다. 결함 분석기(150)는 다음번 후보 결함의 위치에 대한 하나 이상의 검증 이미지를 자동 분석하여, 상기 다음번 후보 결함에서 실제 결함이 존재하는지를 검증한다. 상기 다음번 후보 결함에서 수리 가능한 실제 결함이 존재할 경우, 상기 결함이 적합하게 수리될 때까지, 또는 상기 결함 위치(174)는 수리가능하지 않다고 판단될 때까지, 수리 작업과 뒤따르는 수리 작업의 검증 및 재-작성이 수행된다.
결함 검증 및 수리 헤드(370)의 단순화된 개략도인 도 3B가 참조된다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 검증 및 수리 헤드(370)가 이미지 획득 수단과, 전기 회로(132) 상의 결함 있는 컨덕터를 수리하기 위한 수리 수단, 가령 레이저 수리 수단을 포함한다. 상기 레이저 수리 수단은 예를 들어, 컨덕터 물질의 불요 부분을 제거하기 위해, 또는 컨덕터 상에 형성되는 산화물을 제거하기 위해, 또는 잘못 형성된 컨덕터 부분을 다시 형성하기 위해 적합하며, 그리고 전도성 물질을 컨덕터가 소실된 위치로 공급하기 위한 프로세스에서 사용될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 검증 및 수리 헤드(370)에 따라 이미지 획득 수단은 카메라(372)(가령 광학 축(373)을 따라 위치(174)를 이미징하는 JAI(덴마크)의 3 chip CCD)와, 축상 조명(on-axis illumination)과 탈-축 조명(off-axis illumination) 중 하나 이상을 제공하는 일루미네이터(illuminator)를 포함한다. 도 3B에서 나타난 실시예에서, 전기 회로(132)의 기판이 형광으로 변하게 하기 위해 적합한 파장으로 조명을 위치(174)로 제공하는 조명 레이저(375)를 포함하는 형광 일루미네이터에 의해, 그리고 높은 휘도의 축-상의 일루미네이터(374)(가령 단파장, 또는 다파장 조명을 제공하는 LED 일루미네이터)에 의해, 축 상에서 이뤄지는 조명이 제공된다. 도 3B에서 나타난 바와 같이, 조명 레이저(375)와 축-상 일루미네이터(376)로부터의 광이 적합한 빔 결합기(beam combiner), 가령 부분적으로 은을 포함하는 거울을 통과하여, 광학 축(373)을 따라서 위치(174)를 조명할 수 있다. 축을 벗어나 이뤄지는 조명이 축-이탈 일루미네이터(376)에 의해 제공되며, 이는 링 일루미네이터(ring illuminator)로서 광학 축(373)에 관련된 조명의 하나 이상의 각도로 배열된, 적합한 단파장, 또는 다파장의 광을 제공하는 LED 일루미네이터일 수 있다. 조명 레이저(375), 축-상 일루미네이터(374)와 축-이탈 일루미네이터(376)로부터의 조명은, 동시에, 또는 특정 검사에 따서 요구되는 서로 다른 시간대에서 제공될 수 있다.
카메라(372)는 적정한 렌즈, 가령 Navitar의 6000X 줌 튜브 렌즈(376)와, Mitutoyo의 10X/0.28 대물렌즈를 통해, 광학 축(373)을 따라 위치(174)를 관찰한다. 적합한 필터(377), 가령 하이 패스 필터(high pass filter), 또는 로우 패스 필터(low pass filter), 또는 노치 광학 필터(notch optical filter)가 제공되어, 카메라(372)는 결함 검증을 위해 필요한 형상만을 수신함이 보장될 수 있고, 결함 검증을 위해 적합한 이미지를 획득하는 것을 간섭하는 광(가령, 일루미네이터 레이저(375)에 의해 제공되는, 전기 회로(132)의 기판을 형광으로 변화시키는 형광 조명으로부터의 반사)은 필터링됨이 보장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서, 검증 및 수리 헤드(370)의 검증 및 수리 각각의 수단이 광학 축(373)을 따르는 동일한 광학 경로를 부분적으로 공유하도록 배열된다. 수리 수단은 펄스된 레이저 빔(284)을 생성하는 기능을 하는 포지셔너(172)에 의해 지지되는 펄스된 레이저 생성기(282), 가령 Teem Photonics(프랑스, 그르노블)의 패시브 Q-스위치 마이크로 레이저를 포함한다. 적정 마이크로 레이저가 선택될 수 있다. 예를 들어, 경우에 따라, 532㎚의 파장, 또는 1064㎚의 파장의 빔을 출력하는 레이저 헤드 중에서 선택될 수 있다. 펄스된 빔(284)이, 예를 들어 적정하게 코팅된 10X 대물렌즈(288)와 125㎜ 포커싱 렌즈(Edumund Optics, Newport Corporation, 모두 미국)(290)를 포함하는 제 1 포커싱 옵틱(286)을 통과하여, 상기 레이저 빔(284)이 포커싱될 수 있다. 펄스된 빔(284)이, 상기 펄스된 빔(284)을 전기 회로(132) 상의 요망 위치로 통과시키도록 배열된 Newport Corporation의 2-축 FSM(two-axis fast steering mirror)(292) 상으로 충돌되기 위해 발사된다. 그 후, 상기 펄스된 레이저 빔(284)이, 레이저 빔(284)의 광학 경로와 조명 레이저(375)와 축-상 일루미네이터(374)의 조명을 결합하기 위해 배열된 부분 투명한 거울(291)에 의해 굴절되어, Edmund Optics의 62.9㎜ 렌즈를 포함하고, 대물렌즈(298)를 포함하는 제 2 포커싱 옵틱(296)을 통과한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 렌즈와 광학 구성요소가 보여지는 바와 같이 배열되고, 선택된 파장의 레이저 빔(284)과 함께 동작하도록 적정하게 코팅된다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라서, 헤드(370)의 검증 및 수리 각각의 수단은 광학 경로를 부분적으로 공유한다. 편광 큐빅 빔 스플리터(polarizing cubic beam splitter)(391)가 빔(384)과, 조명 레이저(375)와 축-상 일루미네이터(374)의 조명의 경로를 조합하여, 카메라(372)가 전기 회로(132)의 위치(174)를 관찰할 때 따르는 광학 축(373)과 일치시킨다.
검증 및 수리 제어기(362)가 카메라(372)와, 축-상 일루미네이터(374)와, 조명 레이저(375)와, 축-이탈 일루미네이터(376)를 포함하여, 결함 검증 및 수리 헤드(370)와 통신하여 기능하도록 제공되며, 수리될 전기 회로(132) 상의 결함 위치(174)에 대한, 레이저 결함 검증 및 수리 헤드(370)의 적정 위치를 정하여, 결함 검증 작업을 위한 바람직한 조명을 제공할 수 있고, 상기 결함 위치(174)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 덧붙이자면, 검증 및 수리 제어기(362)가 포지셔너(172)와 적정하게 통신하고, 레이저(282)가 FSM(292)과 적정하게 통신하여, 레이저 수리 작업(가령, 불요 컨덕터 증착부의 제거)을 수행하도록 빔을 제어/조종할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 검증 및 수리 제어기(362)는 포지셔너(바람직하게는 X-Y 포지셔너)(272)와 통신하여, 후보 결함 위치(174)에 관련하여, 검증 및 수리 헤드(370)의 위치를 적정하게 정할 수 있다. 또는, 결함 검증 및 수리 헤드는 고정되어 있고, 포지셔너가 전기 회로(132)를 결함 검증 및 수리 헤드(370)에 대하여 적정하게 이동시킬 수 있다.
결함 분석기(150)로부터 수신된 기계 판독가능형 결함 리포트(260)에 응답하여 결함 검증 및 수리 제어기(362)에서 공급되는 수리 제어 신호(364)에 의해, 조종 거울(292)의 위치가 제어된다. 조종 거울(292)의 조작에 의해, 전기 회로(132) 상의 요망 위치로 선택적으로 충돌하기 위해, 빔(284)의 방향이 정해진다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르는, 전기 회로의 결함을 검사하기 위한, 그리고 상기 결함을 검증 및 수리하기 위한 장치 및 기능을 단순화하여 도식한 도 4를 참조한다. 본 발명의 실시예를 따라서, 전기 회로 검사 및 수리 시스템(400)은 전기 회로를 자동 검사하기 위한 제 1 검사 스테이션(110)과, 상기 제 1 검사 스테이션(110)에 의해 발견된 후보 결함의 교정을 자동으로 검증한 후, 실제 결함이라고 식별된 후보 결함을 자동으로 수리하는 결합된 자동 결함 검증 및 수리 스테이션(420)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라서, 도 4에서 나타난 바와 같이, 검사 스테이션(110)과 자동화 결함 검증 및 수리 스테이션(420)이, 검사 및 수리 시스템(400)을 포함하는 유닛의 한 부분으로서, 하나의 섀시 상에 통합 형성된다.
도 4에서 나타난 검사 스테이션(110)과 그에 연계된 구성요소는 도 1을 참조하여 서술된 바와 같이 구성되고 기능한다. 도 4에서 나타난 자동 결함 검증 및 수리 스테이션(420)과 그에 연계된 구성요소가 도 3A와 3B를 참조하여 서술된 바와 같이 구성되고 기능한다. 명료함을 유지하고, 모호함을 피하기 위해, 본 발명의 핵심 설명에 추가적인 서브시스템의 구조와 기능에 대한 설명이 생략된다.
도 2A ~ 4에서의 검증 및 수리 장치의 작동에 대한 자동 모드(automated mode)를 나타내는 흐름도(500)인 도 5를 참조하고, 도 5에서 나타낸 프로세스에 따 르는 전기 회로 컨덕터의 수리를 단순화하여 나타낸 도 6A ~ 11을 참조한다.
본 발명의 실시예를 따라서, 우선적으로 후보 결함 위치를 식별하기 위해 전기 회로가 검사된다. 스탠드-얼론형 검사 장치(도 1과 도 3A)를 이용하거나, 후보 결함을 실제 결함이라고 식별하기 위한 수단과 결합되는 검사 장치(도 2A)를 이용하거나, 검증 및 수리 수단 모두와 결합되는 검사 장치(도 4)를 이용하여 최초의 검사가 실시될 수 있다.
다이어그램(500)에서 나타내는 바와 같이, 가령, 결함 분석기(150)를 이용하여, 후보 결함 위치에서의 수리 가능한 실제 결함의 존재가 검증된다. 도 6A는 결함 있다고, 그리고 수리가능하다고 검증된 전기 회로의 일부분을 보여준다. 상기 전기 회로 부분은 컨덕터 라인(610, 620)을 포함한다. 상기 컨덕터 라인은 외부 컨덕터 세그먼트(630)에 의해, 단락된다. 도 6A에서 나타난 결함은, 외부 컨덕터 세그먼트(630)가 제거됨으로써, 수리가능하다고 판단되어진 것이다. 후보 결함 위치가 결함이 아니라고 판단될 경우, 그 후 검증 작업은 다음 차례 후보 결함 위치로 진행된다. 후보 결함 위치가 수리될 수 없는 결함이라고 판단되어질 경우, 상기 전기 회로는 폐기되거나, 결함 있는 전기 회로가 최종적으로는 폐기되도록, 예를 들어 레이저(282)를 사용하여 적정하게 표시될 수 있다. 검증 작업이 전체적으로 자동화되거나, 또는 사람 작업자에 의한 승인에 선택적으로 종속되도록 할 수 있다.
그러나 수리 가능한 실제 결함이 후보 결함 위치에서 존재할 경우, 그 후, 전기 회로의 수리될 부분의 결함 위치가 형성되고, 수리 작업이 처방된다. 도 6B는 도 6A에서 도식된 전기 회로 부분의 2차원 이미지를 나타내고, 도 6C는 도 6A에서 나타낸 바람직하게 형성된 전기 회로에 대응하는 윤곽선을 포함하는 참조 이미지(152)를 보여준다. 도 6C에서 나타난 참조에 관련한 도 6B의 이미지의 분석에 의해, 전기 회로 부분에 결함이 있음이 검증되며, 상기 전기 회로를 수리하기 위해 세그먼트(640)가 제거될 필요가 있음이 검증된다.
본 예제에서, 도 6D에서 나타나는, 수리될 세그먼트(640)가 정의되고, 세그먼트(640)를 수리하기 위한 적정한 수리 처리(예를 들어, 레이저 제거법에 의한 외부 컨덕터 세그먼트(630)의 적합한 부분의 제거)가 정해진다. 레이저 처리를 위한 처방법은 결함 분석기(150)에 의해, 또는 공용 프로세서, 가령 수리 제어기(262)(도 2A)나 검증 및 수리 제어기(362)(도 3A, 또는 도 4)에 의해, 또는 그 밖의 다른 적합한 프로세싱 수단에 의해 정해질 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 과도한 컨덕터 세그먼트, 가령 외부 컨덕터 세그먼트(630)를 제거하기 위한 레이저 처리법이, 전기 회로가 형성되어 있는 기판의 손상을 피하면서 세그먼트를 부분적으로 제거하도록, 정해질 수 있다. 이는 제거되지 않을 외부 컨덕터 부분은 그대로 두는 레이저 적량의 제공을 의미할 수 있다. 즉, 다시 말하면, 이것이 결함 있는 전기 회로 부분으로의 레이저 빔 에너지의 최초 적용에 따른 불완전한 제거, 또는 수리 작업의 완료를 의미하는 것일지라도, 사용되는 레이저, 또는 레이저에 의해 출력되는 레이저 빔의 파워가 기판에 손상을 주지 않도록 선택될 것이라는 것을 의미한다. 전기 회로 부분의 수리가 소실된 전도성 물질의 증착을 수반할 경우, 과도한 전도성 물질이 증착되는 것을 피하기 위한 수리 처리법이 처방될 수 있다. 결과적으로, 최초의 처리법에 따르는 세그먼트(630)의 수리는 완전하게 완료 되지 않을 수 있다.
앞서 언급된 수리 처리에 따라서 레이저 처리가 수리될 부분으로 전달된다. 수리 처리의 승인에 따라서, 수리될 부분이 처리 후에, 예를 들어 자동 검증 수단을 이용하여 검사된다. 레이저 빔 에너지 적량이 기판의 손상을 피하기 위해 선택될 때, 레이저 처리의 최초 적용 후에, 수리 작업이 완료되지 않을지라도, 특히 검사 작업이 바람직하다. 또는, 검사 작업이 컨덕터 상에 수행되는 수리 작업의 완료의 평가 뿐 아니라, 기판이 레이저 빔에 의해 손상을 입었는지 여부에 대한 평가도 한다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 도 3A, 3B, 4에서 나타낸 바와 같이 레이저 처리 수단과 함께 자동 검증 수단이 제공되어, 수리될 전기 회로가 별도의 검증 스테이션과 수리 스테이션을 거칠 필요성이 없어진다.
검증 수단에 의해, 전기 회로를 적합하게 수리하기 위한 부가적인 처리가 필요하다고 판단될 경우, 처리될 부분이 다시 정의되고, 적용될 레이저 에너지의 양(이때, 조정 가능한 레이저 파워 출력을 갖는 레이저가 사용됨) 같은 새로운 처리 처방법이 정해진다. 수리 처리, 가령 레이저 처리가 다시 정해진 처방법에 따라 반복된다. 수리될 부분이 적합하게 수리됐는지에 대한 판단이 이뤄질 때까지, 검사, 결정, 처리 재-정립 작업이 반복된다. 적합한 수리가 완료되었다는 이러한 판단이 이뤄지면, 시스템은 다음 차례 후보 결함 위치에서 수리가능한 실제 결함의 존재를 검증하는 단계로 나아간다.
도 7A는 레이저 수리 처리의 최초 적용 후의 컨덕터(610, 620)와 외부 세그먼트(630)를 나타낸다. 이러한 최초 레이저 수리 처리는 세그먼트(630)를 완전하게 제거하기에 불충분하다. 도 7B에서 나타난 바와 같이, 2차원 검증 이미지, 예를 들자면 획득된 형광 이미지는 세그먼트(630)가 전체적으로 제거되지 않았음을 나타내고, 도 7C에서 도식된 바와 같이, 레이저 수리 처리에 대한 처방법이 외부 컨덕터 세그먼트(630)에 대응하는 영역(640)의 모든 부분에 대하여 정해진다. 검증 이미지의 또 다른 형태, 예를 들면 3-D 이미지가 사용될 수 있으며, 이는 남아 있는 컨덕터의 높이를 판단하기 위해 적합하다. 이러한 판단은 다음의 레이저 처리 처방법(예를 들어, 다음 번 레이저 처리 동안, 적용될 레이저 파워를 결정)을 형성하는데 유용하다.
재-정립된 수리 처방법에 따르는 레이저 처리의 추가적인 승인이 이뤄지면, 세그먼트(630)는 추가적으로 파괴되고, 외부 컨덕터 세그먼트(630)의 잔존 부분(632, 634)은 비-연속적이 된다(도 8A). 도 8B에서 나타내는 바와 같이, 레이저 수리 처리의 승인 후에 획득된 2차원 검증 이미지는, 도 6C에서 나타난 참조 이미지와 비교하여 분석될 때, 외부 컨덕터 세그먼트(630)가 부분적으로 제거되었음을 나타낸다. 도 8C에서 나타난 바와 같이, 레이저 에너지가 처방된 영역(640)에만 전달되도록, 외부 컨덕터 세그먼트(630)의 잔존 부분(632, 634)에 대응하는, 레이저 수리 처리에 대한 처방법이 재-정립된다. 제거하는 레이저 에너지의 적용에 따라 세그먼트가 추가적으로 파괴됨에 따라, 기판의 불필요한 손상을 피하기 위해, 처리의 강도가 감소할 수 있다.
재-정립된 수리 처방법에 따르는 레이저 처리의 추가적인 승인이 이뤄진 후에, 외부 컨덕터 세그먼트(630)의 잔존 부분(632, 634)이 추가로 파괴된다(도 9A). 도 9B에서 나타낸 바와 같이, 레이저 수리 처리의 승인 후에 얻어진 2차원 검증 이미지에 의해, 도 6C에서 나타낸 참조 이미지와 비교하여 분석될 때, 외부 컨덕터 세그먼트(630)의 부분(632, 634)이 여전히 남아 있음을 알 수 있다. 도 9C에서 나타낸 바와 같이, 영역(640)의 잔존 부분을 제거하기 위한 목적으로만 레이저 수리 처리에 대한 처방법이 재-정립되며, 이는 외부 컨덕터 세그먼트(630)의 잔존 부분(632, 634)에 대응하며, 이에 따라서 컨덕터(610, 620)의 수리가 도출된다(도 10). 도 11에서 나타난 바와 같이, 2차원 검증 이미지로부터 컨덕터(610, 620)의 적합한 수리가 검증된다. 도 6C에서 나타난 참조와 비교하여 분석된다.
컨덕터를 수리하기 위한 필요한 반복적인 처리 단계의 횟수는, 다양하며, 수리될 결함의 크기, 레이저의 파워, 레이저 손상에 대한 기판의 감도의 함수일 수 있다.
결함 있는 전기 회로는 폐기되거나, 일부 경우에서, 수리된다. 종래 기술에서는, 이러한 수리가 자동 검증 및 수리 검사로부터의 결과를 기반으로 수작업으로 이뤄진다. 본 발명의 목적은 향상된 시스템을 제공하는 것이며, 전기 회로의 검사 및 수리에 대한 방법을 제공하는 것이다.

Claims (20)

  1. 인쇄 회로 기판(printed circuit board)을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는
    인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고, 인쇄 회로 기판의 수리가 필요한 영역에 대한 기계-판독형 표시(machine readable indication)를 제공하는 검사 수단,
    상기 수리가 필요한 영역의 전체, 또는 일부에서의 상기 기계-판독형 표시를 사용하여 인쇄 회로 기판을 수리하는 자동 수리 수단, 그리고
    최초의 자동 수리 작업에 뒤따라서, 상기 인쇄 회로 기판을 자동으로 재-검사하고, 상기 자동 수리 수단으로, 수리가 필요한 영역에 대한 재-정립된 기계-판독형 표시를 제공하는 자동 수리 재-정립 수단
    을 포함하되, 상기 자동 수리 수단은 상기 인쇄 회로 기판의 수리가 필요한 영역의 전체, 또는 부분 내의 불요 컨덕터 증착물을 제거하기 위해 FSM(Fast Steering Mirror)와, 상기 FSM 상으로 충돌하는 레이저 빔을 출력하도록 배열된 레이저를 포함하는 스위핑 레이저 어셈블리(sweeping laser assembly)를 사용하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치.
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  4. 제 1 항에 있어서, 상기 자동 수리 수단은 레이저를 포함함을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 레이저는 컨덕터의 전체, 또는 부분을 제거하면서, 인쇄 회로 기판과 연계된 기판 부분에는 손상을 주지 않는 강도를 갖는 레이저 빔을 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 검사 수단과 상기 자동 수리 수단 모두는 하나 이상의 공용 광학 요소를 사용하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 자동 수리 수단은 인쇄 회로 기판의 수리가 필요한 영역의 일부 내의 불요 컨덕터 증착물을 제거하기 위해 스위핑 레이저 어셈블리(sweeping laser assembly)를 사용하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 검사 수단은 후보 결함 식별 작업과 결함 검증 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 자동 수리 수단은, 재-정립된 기계-판독형 표시에 응답하여 수리가 필요한 인쇄 회로 기판 영역에 대한 추가적인 수리 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 장치.
  10. 인쇄 회로 기판(printed circuit board)을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
    인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고, 상기 인쇄 회로 기판의 수리가 필요한 영역에 대하여 기계-판독형 표시를 제공하는 단계,
    인쇄 회로 기판의 수리가 필요한 영역에서의 상기 기계-판독형 표시에 응답하여, 상기 인쇄 회로 기판에 대해 수리 작업을 수행하는 단계,
    최초의 수리 작업 후에, 상기 수리가 필요한 영역에 대한 추가적인 기계-판독형 표시가 제공되기 위해 수리가 필요한 영역을 재-검사하는 단계,
    수리가 필요한 영역에 대한 기계-판독형 표시를 재-정립하는 단계, 그리고
    상기 수리가 필요한 영역에 대하여 재-정립된 기계-판독형 표시에 응답하여, 추가적인 수리 작업을 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 자동 검사 작업과 상기 수리 작업 모두는 검증과 수리 모두를 위한 하나 이상의 공용 광학 요소를 사용하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 수리 작업을 수행하는 단계는, 수리가 필요한 영역의 전체, 또는 부분내의 불요 컨덕터 증착물을 제거하기 위해, 레이저 빔을 수리될 영역에 걸쳐 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 레이저 빔을 통과시키는 단계는, 레이저 빔을 출력하는 단계와, FSM(Fast Steering Mirror) 상으로 충돌시키기 위해, 상기 레이저 빔의 방향을 정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 출력된 레이저 빔은, 기판(substrate)의 상기 인쇄 회로 기판(printed circuit board)과 연계된 부분에는 손상을 주지 않고, 컨덕터의 전체, 또는 부분을 제거할 수 있는 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 수리 작업을 수행하는 단계는, 수리가 필요한 영역의 전체, 또는 부분 내에 위치하는 불요 컨덕터 증착물을 제거하기 위해 레이저 빔을 수리 대상 영역을 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 자동으로 검사하는 것은, 후보 결함을 식별하고, 그 후 후보 결함을 실제 결함이며 수리가능한 결함이라고 검증하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판을 자동으로 검사하고 수리하기 위한 방법.
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